Bài giảng Tự động hóa thủy khí - Bùi Tuấn Anh

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:164

Thêm vào BST

Báo xấu

186
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Tự động hóa thủy khí do Bùi Tuấn Anh biên soạn cung cấp cho người học các kiến thức khái quát về các phần tử phần tử hệ thống tự động hóa thủy khí, tính toán xây dựng sơ đồ thủy lực cho các thiết bị tự động. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tự động hóa thủy khí - Bùi Tuấn Anh

Tù ®éng ho¸ thuû - khÝ Ng−êi so¹n: Bïi TuÊn Anh Bé m«n M¸y vµ Ma s¸t häc
Môc ®Ých m«n häc Cung cÊp cho SV kh¸i qu¸t vÒ c¸c phÇn tö thuû lùc, khÝ nÐn. TÝnh chän c¸c phÇn tö cho hÖ thèng T§H thuû – khÝ TÝnh to¸n, x©y dùng s¬ ®å thuû lùc cho c¸c thiÕt bÞ tù ®éng
Tµi liÖu tham kh¶o 1) TruyÒn ®éng dÇu Ðp trong m¸y c¾t kim lo¹i – 1974 (NguyÔn Ngäc CÈn) 2) C¸c phÇn tö thuû khÝ trong tù ®éng ho¸ - 1997 (NguyÔn TiÕn L−ìng) 3) HÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng thuû lùc – 2002 (TrÇn V¨n Tuú) 4) HÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn – 1999 (NguyÔn Ngäc Ph−¬ng)
NhËp m«n M¹ch ®iÒu khiÓn M¹ch ®éng lùc X LHN X±∆X p0,Q p Mx Y ω ndc n(v/ph) T¶i träng
§Æc ®iÓm cña hÖ thèng thuû - khÝ ChÊt khÝ nÐn ®−îc Gi¶ thiÕt chÊt láng kh«ng nÐn ®−îc (thùc tÕ CL cã m«®un ®µn håi E). C¸c phÇn tö thuû lùc vµ khÝ nÐn, vÒ ngt¾c kÕt cÊu gièng nhau (khi thiÕt kÕ l−u ý ®Õn tÝnh chÊt cña chÊt khÝ vµ chÊt láng). (c¸c phÇn tö khÝ nÐn cÇn chÕ t¹o víi ®é chÝnh x¸c cao h¬n thuû lùc – do chÊt khÝ “lo·ng” h¬n chÊt láng). HÖ thèng thuû lùc: dÇu ph¶i ®−îc thu håi l¹i (kÕt cÊu ph¶i cã bé phËn thu håi dÇu). HÖ thèng khÝ nÐn: khÝ qua HT ®−îc th¶i ra ngoµi.
−u, nh−îc ®iÓm cña hÖ thèng thuû - khÝ I. ¦u, nh−îc ®iÓm cña hÖ thæng truyÒn ®éng b»ng thuû lùc ¦u ®iÓm TruyÒn ®−îc c«ng suÊt cao vµ lùc lín nhê c¸c c¬ cÊu t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n, ho¹t ®éng víi ®é tin cËy cao ®ßi hái Ýt ph¶i ch¨m sãc, b¶o d−ìng. - §iÒu chØnh ®−îc vËn tèc lµm viÖc tinh vµ v« cÊp, dÔ thùc hiÖn tù ®éng ho¸ theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc hay theo ch−¬ng tr×nh cho s½n. - KÕt cÊu gän nhÑ, vÞ trÝ cña c¸c phÇn tö dÉn vµ bÞ dÉn kh«ng lÖ thuéc víi nhau, c¸c bé phËn nèi th−êng lµ nh÷ng ®−êng èng dÔ ®æi chç. - Cã kh¶ n¨ng gi¶m khèi l−îng vµ kÝch th−íc nhê chän ¸p suÊt thuû lùc cao. - Nhê qu¸n tÝnh nhá cña b¬m vµ ®éng c¬ thuû lùc, nhê tÝnh chÞu nÐn cña dÇu nªn cã thÓ sö dông ë vËn tèc cao mµ kh«ng sî bÞ va ®Ëp m¹nh nh− trong tr−êng hîp c¬ khÝ hay ®iÖn. - DÔ biÕn ®æi chuyÓn ®éng quay cña ®éng c¬ thµnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña c¬ cÊu chÊp hµnh. - DÔ ®Ò phßng qu¸ t¶i nhê van an toµn. - DÔ theo dâi vµ quan s¸t b»ng ¸p kÕ, kÓ c¶ c¸c hÖ phøc t¹p, nhiÒu m¹ch. - Tù ®éng ho¸ ®¬n gi¶n, kÓ c¶ c¸c thiÕt bÞ phøc t¹p, b»ng c¸ch dïng c¸c phÇn tö tiªu chuÈn ho¸.
−u, nh−îc ®iÓm cña hÖ thèng thuû - khÝ Nh−îc ®iÓm. - MÊt m¸t trong ®−êng èng dÉn vµ rß rØ bªn trong c¸c phÇn tö, lµm gi¶m hiÖu suÊt vµ h¹n chÕ ph¹m vi sö dông. - Khã gi÷ ®−îc vËn tèc kh«ng ®æi khi phô t¶i thay ®æi do tÝnh nÐn ®−îc cña chÊt láng vµ tÝnh ®µn håi cña ®−êng èng dÉn. - Khi míi khëi ®éng, nhiÖt ®é cña hÖ thèng ch−a æn ®Þnh, vËn tèc lµm viÖc thay ®æi do ®é nhít cña chÊt láng thay ®æi. ii −u, nh−îc ®iÓm cña hÖ thæng truyÒn ®éng b»ng khÝ nÐn. 1. ¦u ®iÓm. - Do kh¶ n¨ng chÞu nÐn (®µn håi) lín cña kh«ng khÝ, cho nªn cã thÓ trÝch chøa khÝ nÐn mét c¸ch thuËn lîi. Nh− vËy cã kh¶ nÆng øng dông ®Ó thµnh lËp mét tr¹m trÝch chøa khÝ nÐn. - Cã kh¶ n¨ng truyÒn t¶i nÆng l−îng xa, bëi v× ®é nhít ®éng häc cña khÝ nÐn nhá vµ tæn thÊt ¸p suÊt trªn ®−êng dÉn Ýt. - §−êng dÉn khÝ nÐn ra (th¶i ra) kh«ng cÇn thiÕt (ra ngoµi kh«ng khÝ). - Chi phÝ thÊp ®Ó thiÕt lËp mét hÖ thèng truyÒn ®éng b»ng khÝ nÐn, bëi v× phÇn lín trong c¸c xÝ nghiÖp hÖ thèng ®−êng dÉn khÝ nÐn ®· cã s½n. - HÖ thèng phßng ngõa qu¸ ¸p suÊt giíi h¹n ®−îc ®¶m b¶o.
2. Nh−îc ®iÓm. - Lùc truyÒn t¶i träng thÊp. - Khi t¶i träng trong hÖ thèng thay ®æi, th× vËn tèc truyÒn còng thay ®æi, bëi v× kh¶ n¨ng ®µn håi cña khÝ nÐn lín, cho nªn kh«ng thÓ thùc hiÖn nh÷ng chuyÓn ®éng th¼ng hoÆc qua ®Òu. - Dßng khÝ nÐn tho¸t ra ë ®−êng dÉn ra g©y nªn tiÕng ån. HiÖn nay, trong lÜnh vùc ®iÒu khiÓn, ng−êi ta th−êng kÕt hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn víi c¬, hoÆc víi ®iÖn, ®iÖn tö. Cho nªn rÊt khã x¸c ®Þnh mét c¸ch chÝnh x¸c, râ rµng −u, nh−îc ®iÓm cña tõng hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Tuy nhiªn cã thÓ so s¸nh mét sè khÝa c¹nh, ®Æc tÝnh cña truyÒn ®éng b»ng khÝ nÐn ®èi víi truyÒn ®éng b»ng c¬, b»ng ®iÖn.
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng 1) ¸p suÊt thuû tÜnh. Trong c¸c chÊt láng, ¸p suÊt (¸p suÊt do träng l−îng vµ ¸p suÊt do ngo¹i lùc) t¸c ®éng lªn mçi phÇn tö chÊt láng kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¹ng b×nh chøa
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng Tõ (d) ta cã: ps = h.g.ρ + pL F Tõ (e) ta cã: pF = A Tõ (f) ta cã: F1 F2 l 2 A1 F1 = pF = ; = = A1 A 2 l1 A2 F2
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng Trong ®ã: ρ - khèi l−îng riªng cña chÊt láng. h - chiÒu cao cét n−íc. g - gia tèc träng tr−êng. ps - ¸p suÊt do lùc träng tr−êng. pL - ¸p suÊt khÝ quyÓn. pF - ¸p suÊt cña t¶i träng. A - diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc. F - t¶i träng ngoµi.
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng KhuÕch ®¹i ¸p lùc
VÝ dô:
VÝ dô:
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng 2) Ph−¬ng tr×nh dßng ch¶y liªn tôc L−u l−îng trong ®−êng èng tõ vÞ trÝ (1) ®Õn vÞ trÝ (2) lµ kh«ng ®æi. L−u l−îng Q cña chÊt láng qua mÆt c¾t S cña èng b»ng nhau trong toµn èng (tõ ®iÒu kiÖn liªn tôc). Ta cã ph−¬ng tr×nh dßng ch¶y nh− sau: Q = S.v = const Víi v lµ vËn tèc ch¶y trung b×nh qua mÆt c¾t S
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng Trong ®ã: Q - l−u l−îng dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ 1 vµ vÞ trÝ 2 [m3/s]. v1 - vËn tèc dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ 1 [m3/s]. v2 - vËn tèc dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ 2 [m3/s]. A1 - tiÕt diÖn dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ 1 [m2]. A2 - tiÕt diÖn dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ 2 [m2].
Nh¾c l¹i ®Þnh luËt cña chÊt láng 3) Ph−¬ng tr×nh Bernuli ¸p suÊt t¹i mét ®iÓm chÊt láng ®ang ch¶y: ρv12 ρv 22 p1 + ρgh1 + = p 2 + ρgh2 + = const 2 2 Trong ®ã: p + ρgh - ¸p suÊt thuû tÜnh v 2 γv 2 ρ = - ¸p suÊt thuû ®éng. 2 2g γ = ρ.g - träng l−îng riªng.
Ch−¬ng i §¹i c−¬ng vÒ truyÒn ®éng thuû – khÝ I) Mét sè tÝnh chÊt c¬ lý cña chÊt láng II) C¸c d¹ng truyÒn n¨ng l−îng b»ng chÊt láng III) HiÖu suÊt trong hÖ thèng truyÒn ®éng thuû lùc
I) Mét sè tÝnh chÊt c¬ lý cña chÊt láng 1) §é nhít: (néi ma s¸t C¸c líp chÊt láng tr−ît lªn nhau cña chÊt láng) Æ øng suÊt tiÕp (theo Nuit¬n) y(m) n ⎛ dv ⎞ ⎛ N ⎞ τ = η ⎜⎜ ⎟⎟ ⎜ 2⎟ ⎝ dy ⎠ ⎝m ⎠ p, Q dv Gradient vËn tèc ChÊt láng v(m/s) dy τ n1 n ≠ 1 – chÊt láng phi Nui t¬n η (NS/m2) - ®é nhít ®éng lùc häc τ X¨ng v0 dv dy
I) Mét sè tÝnh chÊt c¬ lý cña chÊt láng §é nhít ®éng lùc häc: lµ lùc ma s¸t tÝnh b»ng 1 N t¸c ®éng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch bÒ mÆt 1 m2 cña hai líp ph¼ng song song víi dßng ch¶y cña chÊt láng c¸ch nhau 1 m vµ cã vËn tèc 1 m/s. §¬n vÞ [Pa.s]. Ngoµi ra, cßn dïng ®¬n vÞ poaz¬ (Poiseuille), viÕt t¾t lµ P. - 1P = 0,1 N.s/m2 = 0,010193 kG.s/m2 - 1P = 100cP (centipoiseulles) - ηdÇu = 0,136 Ns/m2 - ηKK = 17,07.10-6 Ns/m2 §é nhít ®éng häc: §é ®éng lµ tû sè gi÷a hÖ sè nhít ®éng lùc η víi khèi l−îng riªng ρ cña chÊt láng. ν = η ρ